腾晖煤业采空区顶板超长定向钻孔模拟与应用研究*

年 军，李润芝，刘 浩，回春伟

(1.辽宁工程技术大学 安全与工程学院，辽宁 阜新 123000；2.煤科集团沈阳研究院有限公司，辽宁 沈阳 110000；3.煤矿安全技术国家重点实验室，辽宁 抚顺 113000)

0 引言

随着煤矿开采强度的不断增大及开采深度的不断加深，采空区瓦斯逐渐成为制约矿井安全生产的主要因素[1-2]。尤其在放顶煤采煤工艺下，工作面受开采强度大、采空区遗煤多等因素的影响，使得放顶煤工作面同比其他采煤工艺下的生产工作面存有采空区瓦斯治理范围大、治理难度高等问题[3-5]。

目前，采空区的瓦斯治理措施主要有高、低位裂隙钻孔、高抽巷、采空区埋管等方法[6-9]，上述方法虽然在一定程度上起到了治理采空区瓦斯的效果，但仍留有一些弊端。高位钻孔施工期间普遍面临钻孔有效长度短、钻孔工程量大等问题；高抽巷施工过程中主要面临掘进工程量大、施工工期长、人工及支护成本高等问题；采空区埋管主要用于治理采空区上隅角瓦斯，因此一般仅作为辅助治理手段而使用。

顶板超长定向钻孔作为一种新兴的采空区瓦斯治理技术，不仅取替了传统的综合抽放方式，节省了巷道掘进造成的人工、材料成本；而且工程施工工期短、抽采瓦斯浓度高，满足采空区瓦斯的治理需求。本文以先进的钻探技术和钻机设备为依托，基于采动裂隙椭抛带理论提出采空区顶板超长定向钻孔的层位布置原理，通过经验公式与数值模拟相结合的手段，确定顶板超长定向钻孔的合理层位，旨在提高采空区瓦斯的抽采效率，解决高瓦斯矿井存在的瓦斯治理难题。……